Intel thử nghiệm thiết kế chip với vi xử lý 80 nhân

CEO Paul Otellini và mẫu mô phỏng chip 80 nhân tại IDF

Sau khi có những bước tiến từ các vi xử lý chuẩn cho tới thiết kế lõi kép và lõi tứ trong năm 2006, các chuyên gia nghiên cứu của Intel đã xây dựng nên một con chip 80 nhân có khả năng thực hiện 1 nghìn tỷ phép tính trên giây và tiêu thụ ít điện năng hơn so với một con chip máy tính để bàn hiện đại.

Lần đầu tiên con chip này được nhắc đến là tại Diễn đàn các nhà phát triển Intel (Intel Developer Forum) diễn ra hồi cuối tháng 9/2006. Con chip này có kích thước 275 mm2, tương đương với một cái móng tay, và chỉ tiêu thụ 62 watt - thấp hơn rất nhiều so với các loại chip máy tính để bàn hiện đại ngày nay.

Jerry Bautista, Giám đốc chương trình nghiên cứu quy mô tera của Intel, cho biết, hiện tại, Intel chưa có kế hoạch tung dòng chip này ra thị trường tuy nhiên nó đang được sử dụng để thử nghiệm những công nghệ mới chẳng hạn như liên kết băng thông rộng, kỹ thuật quản trị năng lượng, và phương pháp thiết kế gối đầu để xây dựng các loại chip đa nhân. Trước đây, Intel đã từng có những buổi thảo luận liên quan tới các dòng chip tốc độ teraflop mà hãng gọi là "kỷ nguyên tera".

Hướng tới người sử dụng khác

Trong tương lai, với sự xuất hiện của con chip này, người sử dụng có thể xử lý hàng terabyte dữ liệu trên máy tính để bàn của mình để thực hiện chức năng nhận diện giọng nói thời gian thực, khai thác dữ liệu đa phương tiện, chơi game với chất lượng hình ảnh như thật và trí thông minh nhân tạo.

Cho tới thời điểm này, những khả năng trên mới chỉ được thực hiện bởi những nhà nghiên cứu sử dụng chiếc máy tính như ASCI Red - siêu máy tính tốc độ teraflop do Intel và một số nhà nghiên cứu thuộc chính phủ Mỹ sản xuất năm 1996 hiện đang được đặt ở Sandia National Laboratories, gần Albuquerque, New Mexico. ASCI Red có khả năng thực hiện được số lượng xử lý tương tự như con chip mới nhưng nó lại tiêu thụ tới 500 kiliwatt năng lượng và 500 kilowatt làm mát để chạy gần 10.000 con chip Pentium Pro.

Con chip mới này cho phép người dùng thông thường có thể sử dụng máy tính của mình theo một cách hoàn toàn mới. Họ có thể sử dụng chức năng tìm kiếm cải thiện trên một số lượng khổng lồ các file kỹ thuật số, tìm kiếm những kho ảnh lớn được lưu trữ trên máy với những đặc điểm nhất định, chẳng hạn như tất cả các bức ảnh mà bạn đang cười, hoặc bạn chụp chung với người bạn thân.

Đặc điểm kỹ thuật

Vi xử lý mới này tiết kiệm năng lượng bằng cách chuyển những nhân "nhàn rỗi" sang chế độ "ngủ", và sẽ ngay lập tức chuyển sang chế độ sử dụng khi cần thiết. Mỗi một nhân sẽ được kết nối trực tiếp với một chip nhớ 256 MB, tạo ra một "hệ thống mạng lưới trên một con chip".

Tuy nhiên, các chuyên gia nghiên cứu lại thấy rằng hiệu suất hoạt động của con chip này lại có thể bị giảm sút do có quá nhiều nhân. Hiệu suất hoạt động sẽ tăng một cách đáng kể từ 2 nhân lên tới 4, 8 hay 16 nhân. Tuy nhiên, hiệu suất hoạt động của máy tính sẽ bắt đầu giảm xuống khi số nhân lên tới con số 32 hay 64.

Ông Bautista phát biểu: "Nếu chúng ta sử dụng nhiều hơn 16 nhân, lưu lượng dữ liệu sẽ không được sử dụng đúng cách, các nhân sẽ "lấn sân" của nhau. Điều này giống như việc có quá nhiều đầu bếp trong một căn bếp chật hẹp".

Để giải quyết vấn đề này, họ sử dụng một bộ lập biểu và cache nhớ nhanh hơn cho phép điều chỉnh các dòng dữ liệu từ bộ nhớ vào mỗi nhân. Để cải thiện thiết kế, các chuyên gia nghiên cứu của Intel dự kiến sẽ bổ sung "bộ nhớ stack 3D" trong mỗi con chip nhằm giảm thiểu thời gian chuyển dữ liệu tới mỗi nhân.